Valutazione di lungo termine delle strategie di pianificazione dei blocchi operatori

1. ValutazionedilungoterminedellestrategiedipianificazionedeiblocchioperatoriValutazionedilungoterminedellestrategiedipianificazionedeiblocchioperatori A. Agnetis1, A. Coppi1, M. Corsini1, G. Dellino2, P. Detti1, C. Meloni3, G. Murgia1, M. Pranzo1 1 Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, Università di Siena 2 IMT Institute for Advanced Studies, Lucca 3 Dipartimento di Ingegneria Elettronica, Politecnico di Bari

2. Il progetto GeRiCO - Gestione delle Risorse Critiche in ambito Ospedaliero • Si propone di individuare, modellare, analizzare e ottimizzare i processi a maggiore criticità in ambito ospedaliero • È condotto da un gruppo di ricercatori del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Siena • Al progetto partecipano ASL 11 (Ospedale San Giuseppe - Empoli) e ASL 7 (Campostaggia – Poggibonsi) (PAR FAS Regione Toscana - Linea di Azione 1.1.a.3)

3. Il progetto GeRiCO • Due filoni di ricerca principali: • Analisi e ottimizzazione della fase di pianificazione operativa del blocco operatorio • Progettazione del Master Surgical Schedule (MSS) • Selezione degli interventi di chirurgia elettiva • Problemi decisionali nei processi di trasporto sanitario • Definizione degli instradamenti dei veicoli • Sincronizzazione di veicoli e appuntamenti • Due filoni di ricerca principali: • Analisi e ottimizzazione della fase di pianificazione operativa del blocco operatorio • Progettazione del Master Surgical Schedule (MSS) • Selezione degli interventi di chirurgia elettiva • Problemi decisionali nei processi di trasporto sanitario • Definizione degli instradamenti dei veicoli • Sincronizzazione di veicoli e appuntamenti

4. Pianificazione blocchi operatori • Criteri per la definizione e gestione del programma operatorio nel corso dell’anno • obiettivo: calcolare in modo integrato MSS e programma operatorio dettagliato, tenendo conto di diversi gradi di libertà • Con MSS fissato, risoluzione di SCAP integrato con il calendario delle disponibilità dei chirurghi • obiettivo: calcolare il programma operatorio e raccordarlo con la preospedalizzazione, utilizzando i modelli in modalità rolling horizon • Criteri per la definizione e gestione del programma operatorio nel corso dell’anno • obiettivo: calcolare in modo integrato MSS e programma operatorio dettagliato, tenendo conto di diversi gradi di libertà • Con MSS fissato, risoluzione di SCAP integrato con il calendario delle disponibilità dei chirurghi • obiettivo: calcolare il programma operatorio e raccordarlo con la preospedalizzazione, utilizzando i modelli in modalità rollinghorizon

5. La pianificazione chirurgica • Il bloccooperatoriorappresentaunadellerisorsepiùcomplesse e costosedi un ospedale • Avereseduteoperatorietroppopiene o, al contrario, troppocorteporta in entrambicasi a costiaggiuntivi e/o sprechi • La pianificazionechirurgica ha inoltre un impattodirettosullaqualità del servizio al paziente, per cui vatenutoconto in modoadeguatodei tempi diattesa e dell’effettivaprioritàdeivariinterventi

6. Programma operatorio • La definizione del programmaoperatoriodellasettimanasuccessivaconsistedi due decisioniconcomitanti ma distinte: • Assegnazione delle sedute operatorie alle varie specialistiche (Master Surgical Schedule Problem, MSSP) • Selezione di interventi (elettivi) dalle liste di attesa delle rispettive specialistiche (Surgical Case AssignmentProblem, SCAP)

7. MSS Lun Mar Mer Gio Ven OR1 SCAP OR2 OR3 Listed’attesa OR4 Ginecologia Urologia Daysurgery Chirurgia generale Otorinol. Ortopedia OR5 ____________________ ____________________ ____________________ ____________________ ____________________ ____________________ OR6

8. MSSP e SCAP • Input: liste di attesa per ogni specialistica • Record: • Output: programma (MSS+SCA) della chirurgia elettiva Specialistica: Day surgery Case ID Durata (min) Classe di priorità Data inserimento Tempo attesa corrente (g) Due date 6210 30 B 15/06/2011 27 15/08/2011

9. Pull • In un sistema di tipo pull, è la richiesta dei clienti che determina il rilascio di un servizio, ossia questo non è pianificato in anticipo • “Nessuno dovrebbe produrre beni o servizi finché il cliente non li richiede” [Womack and Jones 1996] • Nel contesto del percorso chirurgico, la domanda dovrebbe pilotare il programma operatorio

10. Obiettivi della ricerca • Progettare un modello di ottimizzazione per la chirurgia elettiva compatibile con un flusso “tirato” dalla domanda (>>>pull) • Valutazione costi/benefici relativamente all’impiego congiunto di due approcci: • Adottare un metodo per la selezione degli interventi dalle liste di attesa basato sulla priorità, sulla loro durata e sulla data di ingresso in lista • Adottare un MSS dinamico che consenta di inseguire la domanda modulando flessibilità e complessità organizzativa

11. Drivers • Efficienza: ottimizzare l’utilizzo delle sale operatorie • Qualità del servizio: riduzione dei tempi di attesa e rispetto delle normative regionali • Sicurezza: gli interventi a maggiore priorità (classe A) sono favoriti • Sostenibilità: non deve richiedere risorse di calcolo costose o complesse

12. Letteratura • Sullo scheduling delle sale operatorie esiste una vasta letteratura, in cui: • i problemi sono affrontati separatamente [Blake et al 2002, Van Houdenhovenet al. 2007, Sieret al. 1997…] • i problemi sono affrontati in modo sequenziale [Testi et al. 2007, 2009…] • recentemente, l’analisi ha incluso anche aspetti di integrazione col percorso chirurgico [vanBerkel 2011, vanOostrumet al 2008, Everset al 2010…]

13. MSS fisso • In molti casi, gli ospedali mantengono l’MSS costante per un determinato periodo (mesi, un anno) • Permette una previsione più semplice dell’occupazione dei posti letto prima e dopo l’intervento • Consente di avere schedule ripetitivi per i chirurghi e per il personale ma • L’MSS non è collegato allo stato corrente delle liste di attesa • Situazioni contingenti possono riflettersi in uno sbilanciamento tra liste di attesa

14. 1. Modello per MSS fisso • Se l’MSS è fissato, solo l’assegnamento di operazioni deve essere deciso (SCAP) • All’operazione i della specialistica sè possibile associare un punteggio (score) Kis Kis = Pis(90 − Ris) Slack time (giorni) Durataoperazione (minuti)

15. Il modello (di ottimizzazione matematica) seleziona gli interventi che massimizzano lo score complessivo nel rispetto deivincolididuratadellesedute Score Duratadiunaseduta

16. MSS dinamico • Se l’MSS varia nel tempo, la capacità del blocco operatorio può adattarsi maggiormente all’andamento della domanda • Valutare il tradeoff tra flessibilità e complessità organizzativa • Deve essere accettato dal personale e i processi devono essere progettati in modo coerente

17. 2. Modello (totalmente) flessibile • Un MSS diverso (con il corrispondente SCA) è calcolato “ex novo” ogni settimana • Un modello di ottimizzazione determina l’MSS e congiuntamente seleziona gli interventi che massimizzano lo score complessivo, nel rispetto di un insieme di vincoli che riguardano, oltre alla duratadellesedute, anchelimitisullatipologiadisedute e sullecaratteristichedelle sale operatorie

18. Score Duratadiunaseduta Min/max no. disedute per ognispecialistica Min/max no. Di seduteparallele per ognispecialistica

19. 3. Modello con cambi • Una strategia intermedia tra quella fissa e quella totalmente flessibile è quella di permettere un numero limitato di cambi rispetto a un MSS di riferimento • Un cambioconsiste nel riallocare una seduta da una specialistica a un’altra • La distanza tra due MSS è il numero di cambi che consentono di passare dall’uno all’altro

20. 3. Modello con cambi • Change policy (b,D): • L’ MSS rimane invariato per b settimane • Il nuovo MSS ha distanza al più D dall’MSS di riferimento • Si può allora modificare il modello totalmente flessibile vincolando la ricerca a MSS che distano al più D dall’MSS di riferimento

21. 3. Modello con cambi • Domanda-chiave: Quanta flessibilità è necessaria per avere miglioramenti significativi nella qualità del servizio, mantenendo un accettabile livello di complessità organizzativa? • L’idea è di valutare questo tradeoff simulando diversi scenari

22. Case study • L’analisi riguarda il blocco operatorio dell’Ospedale San Giuseppe di Empoli • Non tutte le specialistiche possono essere assegnate a tutte le sale • Per le emergenze deve essere sempre disponibile una sala vuota o una sala rapidamente liberabile (con una operazione breve in corso) • Limiti sul numero di sedute settimanali per ogni specialistica, sui possibili assegnamenti di specialistiche alle sale, sul numero di sedute parallele per ciascuna specialistica etc

23. MSS in uso GINECOL. GINECOL. GINECOL. GIN./URO. GINECOL. DAY SURG. DAY SURG. DAY SURG. DAY SURG. OTORINOL. Lun Mar Mer Gio Ven CHIRURGIA CHIRURGIA CHIRURGIA CHIRURGIA DAY SURG. OR1 UROLOGIA CHIRURGIA OTORINOL. OTORINOL. UROLOGIA OR2 ORTOPED. ORTOPED. ORTOPED. ORTOPED. . OR3 ORTOPED. OR4 ORTOPED. ORTOPED. ORTOPED. . . ORTOPED. ORTOPED. OR5 OR6

24. Change policies • D(b,D): l’MSS rimane lo stesso per un blocco di b settimane, alla fine delle quali sono consentiti al più D cambi dall’ultimo MSS • S(b,D): l’MSS rimane lo stesso per un blocco di b settimane, alla fine delle quali l’MSS può essere sostituito da uno nuovo, avente distanza al più Dda un MSS di riferimento

25. Changepoliciesconsiderate Fisso MSS fisso D(13,∞) un nuovo MSS ogni tre mesi D(4,2) due cambi alla fine di un blocco di quattro settimane D(1,1) un cambio a settimana dal MSS precedente D(1, ∞) un nuovo MSS ogni settimana S(1,1) un cambio a settimana rispetto a un MSS dato(l’MSS attualmente in uso nell’ospedale)

26. Esperimenti • Abbiamo osservato il comportamento del sistema in 10 simulazioni annuali • Tasso di arrivo uguale a quello reale per ogni specialistica • Tutte le simulazioni partono dalle liste di attesa reali • Per ogni settimana si risolvono il modello fisso, quello flessibile e quello con cambi, a seconda della change policy adottata

27. Performance settimanale media – scenario base

28. Performance settimanale media – scenario large-scale (12 sale)

29. Liste finali vs. liste iniziali (base)

30. # operazioni in ritardo

31. Ritardo medio

32. # operazioni in lista di attesa finali

33. Conclusioni • Risolvere SCAP ognisettimana (perfino con MSS fisso) portasensibilibenefici, tuttavia… • …qualsiasichange policy portaulteriorimiglioramenti in termini dituttigliindici • Una change policy dinamica risulta migliore di una statica, e non vi sono enormi differenze tra diverse changepolicies dinamiche • Introdurreanche un piccolo livellodiflessibilità produce miglioramentisignificativineltassodiutilizzodelle sale, nelbilanciamentodelleliste e nellariduzionedei tempi diattesa • Cambiarepoco e spesso è megliochecambiare molto ma dirado

34. Ricerca in corso e futura • Raffinamento dei modelli di allocazione, a includere aspetti stocastici come: • Pattern di domanda variabili nel tempo • Durate probabilistiche delle operazioni • Integrazione con il percorso chirurgico: • Bed management • Pre-ospedalizzazione • Sperimentazione sul campo